数字化排水采气系统的研究与应用

李娜

摘要：排水采气主要应用于储层压力低、单井产气量低、小水量、携液能力较差、井筒积液严重甚至被水淹造成停产的产气井，随着气田的长时间开发，产气井的井筒积液不断增多，传统的排水技术手段不仅工作量十分繁重，增加了生产成本;而且排水速度较慢，严重的影响了气田的正常生产和经济效益。在信息技术条件下，数字化排水采气系统在气田得到了应用，实践证明，数字化排水采气不仅降低了生产成本，减轻了工程技术人员的劳动强度，提高了采气效率，而且有效提高了气田产量和经济效益。本文对此进行研究，以供借鉴。

关键词：数字化;排水采气;研究应用

1 数字化排水采气系统的建设路径

气田数字化排水产气系统的建设路径应满足：数据集成管理、积液气井排查管理、积液井分布控制管理、气井积液量的自动测量与计算、措施优选及对措施井眼进行跟踪管理等数字化管理措施。

2 数字化排水采气系统的关键技术

2.1 单井电子巡井技术

单井电子巡警技术主要包括集气站和产气井构成，集气站设备主要包括无线通讯设备及站控计算机系统;单井设备包括压力变送器、智能气体超声波流量计、紧急开闭阀门、无线通讯终端设备、摄像设备及太阳能供电系统等。单井至集气站的数据传输依据具体环境可分别采用无线电台、无线网桥或4G无线宽带技术。由集气站至作业工区、采气厂、调度指挥中心的线路传输采用光缆;单井数字系统的主要功能是通过数字化巡井技术，采集产气井的产量、压力、流量、积液等实时数据，按照远程指令，定时对井场的安全状况拍摄照片及紧急关闭和开启气井等。

2.2 积液井排查技术

对积液井进行排查是数字化排水采气系统建设的重点，只有查明气井积液集聚情况，才能采取正确的排水措施。对气井积液的判断可采取理论计算与生产实践相结合的方法进行。

（1）根据临界携液量作判断。当气井正常生产时，气体呈现出连续相，液體状态为分散的颗粒并被气体携带出井。当气体流速降低时，携液量也会有所降低，并逐步在井底淤积形成积液。积液形成后气井产量会大幅下降甚至被水淹停产，因此在生产中，气井的产气量必须大于临界携液量。因此临界携液量是判断井底是否积液的关键数据。

（2）根据采气动态曲线作出判断。气井在生产过程中，可根据采气曲线的变化状态对井底积液进行情况做判断，因为井底积液增加就会造成产气量下降，采气动态曲线就会随之发生变化。

（3）根据油套压差分析进行判断。有节流器气井连续关井超过48小时以上，或无节流器气井连续生产72天以上，套压与油压之间的压力差大于4MPa，表明井底存在积液。

2.3 积液量计量技术

积液量计量技术主要是对井底积液量进行计量：

（1）关井油套及采气动态曲线计量法。无节流器气井，当油套压差设定为P差时，积液计算公式为：

Q = P差V/d水

（2）流压梯度测试计量法。

对无节流器气井积液的计量，公式如下：

对有节流器气井，节流器上方积液量的计量，公式如下：

（3）回声仪测试计量法，公式如下：

上述各公式中：

Q—积液量m³;P差 —油套压差MPa;d水 —静态液柱梯度1MPa/100m;V—油管容积m³/100m;D套内 —套管内经mm;d油内 —油管内径mm;d油外—油管外径mm;h油 —油管下深m;h油界 —油管内部气液界面深度m;h环界 —油套管之间环空内气液界面深度m;h节流器 —节流器尘封深度m;H —完井深度m;l —压力梯度系数0.1—1.0之间。

2.4 排水采气优选技术

对于排水技术的选用，应重点根据气井的产气量、气水之间构成比例，油管与套管之间的压力差等因素对积液状态进行分类，对排水技术进行优化选择，对于气井不同生产时期的不同状态应选择不同的排水方法，当前气井主要排水方法包括：压缩机气举排水、速度管柱排水、泡沫排水以及柱塞气举排水等方法。

2.5 效果评价技术

对采气井生产情况进行跟踪评价。将数字排水采气系统措施实施前后的天然气产量对比分析。在分析过程中，要充分考虑气田的衰减因素，分别计算出实施数字排水采气措施前后的产气量，对所采取的排水措施进行进行评价。生产实践证明，采用数字排水采气系统后，产气量比人工排水提高了18.5%，技术效果比较明显。

3 系统应用

（1）对积液井排查分析。实践证明，依托数字化系统，对积液井排查的准确率与人工排查相比较，排查的准确率提高了24.6%，排查速度更是人工所无法比拟的，基本实现了气田积液井排查有人工向数字化的转变。

（2）对积液井的分布规律进行分析。通过采用数字化系统对气井积液井进行排查，并能够依据系统模块，对积液井的含水量及分布状态在单井拓扑图中予以标示，通过对单井拓扑图进行分析，可以发现气田区块的积液状态及分布规律，为气井实施科学管理和科学开采提供技术支撑。

（3）对产气量进行统计分析。基于数字化排水产气系统的设计，在生产中系统模块能够自动记录单井产气量，并对区块日产气量进行汇总计算，与数字化排水产气系统实施前后进行对比分析，增产效果一目了然。

总之，数字化排水采气系统不仅可以提高气井产量，同时可以降低工程技术人员及一线生产工人的劳动强度，全面提高工作质量和工作效率，具有推广价值。

参考文献：

[1]朱庆杰，毕巍，郭文敏.数字化排水采气技术在气田的应用[J].油气田地面工程，2015（12）：83-84.